透性化细胞海藻糖合成酶的制备及其催化合成海藻糖的工艺优化  

Optimization of trehalose synthesis by whole cell catalysis and preparation of trehalose synthase from permeable cells

作　　者：刘念 高振[2] 赵倩如 王凯峰 郭玉欣 江凌[1] 周佳海[4] 

机构地区：[1]南京工业大学食品与轻工学院,江苏南京211800 [2]南京工业大学生物与制药工程学院,江苏南京211800 [3]南京工业大学2011学院,江苏南京211800 [4]中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国家重点实验室,上海200032

出　　处：《生物加工过程》2017年第6期68-73,共6页Chinese Journal of Bioprocess Engineering

基　　金：国家自然科学基金联合基金(U1603112);生命有机化学国家重点实验室开放课题(SKLBNPC15429);江苏省高校自然科学研究面上项目(14KJB530002);江苏省博士后科研资助计划(1401009A)

摘　　要：笔者以麦芽糖为底物,开展经渗透细胞技术处理得到的透性化细胞海藻糖合成酶催化制备海藻糖的新工艺开发。首先,对比不同透性化试剂对异源表达海藻糖合成酶的大肠杆菌工程菌的透性化处理效果,发现使用硫酸粘杆菌素时海藻糖合成酶的催化转化率高达64.6%,是传统超声破碎的2.63倍;其次,通过参数优化获得硫酸粘杆菌素透性化处理的最佳条件,即:1.5 g/L的硫酸粘杆菌素在30℃下处理60 min,得到的海藻糖合成酶活性最高,为5 209 U/mL;最后,利用透性化处理后的大肠杆菌工程菌进行全细胞催化制备海藻糖工艺研究,结果表明:以质量分数25%的麦芽糖为底物,在pH 7.5、30℃条件下,获得海藻糖的转化率为65.6%;进一步通过离心收集细胞进行反复催化试验,在20批次之后,转化率仍维持在62.5%,显示了良好的应用前景。Maltose is used as the substrate to synthesize trehalose using a novel whole-cell catalysisstrategy with trehalose synthase expressed inside the cells of Escherichia coli.First,comparing the effect ofdifferent permeability agents on recombined E.coli,we found that the conversion rate of trehalose reached64. 6% with colistin sulfate, 2. 63 times higher than that of traditional ultrasonic crushing method.Second,we optimized parameter of permeation treatment.Results show that the highest activity of trehalosesynthase was 5 209 U/ mL when using 1.5 g / L colistin sulfate as the permeability agent,reacting for 60min at 30 ℃. Last, the conditions for the whole-cell catalytic reaction were investigated as well. The conversion rate of trehalose was 65. 6% at pH 7. 5 and 30 ℃,with 25% maltose as the substrate. Theconversion rate of trehalose almost kept stable and remained 62？ 5% even after 20 batches,which showeda good application prospect.

关 键 词：海藻糖 硫酸粘杆菌素 透性化处理 全细胞催化 

分 类 号：TQ925[轻工技术与工程—发酵工程]